范 巍

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司通信信號研究設計處,430063,武漢∥工程師)

我國軌道交通AFC(自動售檢票)系統(tǒng)的建設、運營經(jīng)過近20年的探索和發(fā)展,目前已越來越顯現(xiàn)出“標準化、網(wǎng)絡化、人性化”的三大發(fā)展趨勢。一個城市的軌道交通線網(wǎng)往往由多條線路組成,隨著投入運營線路的不斷增加,各線路間的無障礙換乘愈加頻繁和復雜。運營公司的多元化趨勢以及公交一卡通或城市通卡在軌道交通內(nèi)的使用,使得各運營線路之間、各運營公司之間、運營公司和公交公司之間以及軌道交通與外部系統(tǒng)(城市通卡及銀聯(lián)等)都越來越緊迫地提出收益清分的需求,以及在軌道交通線網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一AFC運營、票務管理的需求,軌道交通票務清分系統(tǒng)逐漸成為各城市進行軌道交通AFC系統(tǒng)建設必要和重要的組成部分。目前,上海、廣州、北京已完成了清分中心的建設,南京、杭州、武漢、深圳、蘇州的清分中心正在建設之中;其他城市如無錫、鄭州、昆明、長沙等在建設第一條軌道交通線路或進行線網(wǎng)規(guī)劃時,就已經(jīng)開始了對清分系統(tǒng)建設實施的規(guī)劃和研究,以便于完成收益清算、交易數(shù)據(jù)的整體處理和統(tǒng)計分析,以及對線網(wǎng)AFC系統(tǒng)整體運營管理的功能。

由于清分中心系統(tǒng)在城市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)中的特殊地位和作用,標準的制定者們往往選擇清分中心系統(tǒng)的建設作為制定技術標準最佳的時機和天然的平臺。本文結合廣州和武漢兩城市軌道交通AFC清分中心系統(tǒng)的設計經(jīng)驗,著重討論以下幾種清分系統(tǒng)建設的功能定位,以及在制定AFC系統(tǒng)建設標準規(guī)范時,應當考慮的主要內(nèi)容。

1 國內(nèi)主要城市清分系統(tǒng)概況

上海軌道交通票務中心用于其各條線路之間,各運營公司之間,以及軌道交通與公交系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)及其他相關系統(tǒng)之間的清算分帳、車票交易數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計分析,同時具備對線路AFC系統(tǒng)設備運營管理的功能。系統(tǒng)按照滿足日交易量最高為1 630萬筆的要求進行設計,目前已實現(xiàn)對投入運營各條線路的所有信息進行匯總和分析處理。

北京地鐵AFC系統(tǒng)清算中心(ACC)定位于北京市軌道交通范圍內(nèi)的AFC清算中心。它在政府部門領導下,行使協(xié)調(diào)軌道交通運營商的職能,為北京市軌道交通各線運營商提供清分和協(xié)調(diào)服務;制定、發(fā)行和管理軌道交通專用車票,對各線運營收益進行清算和對帳,并負責軌道交通與北京市政交通一卡通公司之間的數(shù)據(jù)處理和收益清算。系統(tǒng)采用建設部建設事業(yè)IC卡密鑰,票卡采用全非接觸式邏輯加密IC卡。系統(tǒng)按照滿足日交易量1 000萬筆的要求進行設計,目前已建成投入運營。

廣州地鐵AFC綜合中央計算機系統(tǒng)(ICCS)定位于整個廣州市及珠江三角洲城際軌道交通系統(tǒng)的清分中心和AFC運營管理中心,用于廣州市軌道交通各條線路之間,以及與公交系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)及其他相關系統(tǒng)之間的清算分帳、車票交易數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計分析,同時具備對線路AFC系統(tǒng)設備運營管理的功能。系統(tǒng)按照滿足廣州市軌道交通9條線、200個車站、日客流302萬人次、日交易量1 000萬筆的要求進行設計;并具備擴展能力,可達到廣州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃15條線的要求。首期工程于2006年建成投入運營,完成1、2、3、4號線的接入;二期工程目前正在實施之中。

南京地鐵票務清算管理中心定位為南京市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)各線路數(shù)據(jù)匯總、處理中心,運營參數(shù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理中心,運行狀態(tài)監(jiān)控管理中心,AFC系統(tǒng)各線路之間和對外統(tǒng)一的技術接口,以及票務客服處理、對外信息服務和管理的主要窗口。其一期工程按照滿足南京市2015年軌道交通6條線路、日客流量250萬人次,日交易量1 000萬筆處理能力的要求進行設計,已于2007年初完成了招標,目前處于建設之中。

2 清分系統(tǒng)主要功能定位

城市軌道交通AFC清分中心系統(tǒng)建設規(guī)劃研究需解決的首要問題就是清分系統(tǒng)的功能定位問題,在功能定位清晰明確之后,才能進一步進行系統(tǒng)構成、功能細化、接口方案等問題的研究。對于每一個準備建設軌道交通AFC清分系統(tǒng)的城市而言,根據(jù)本市軌道交通AFC系統(tǒng)的特點以及當?shù)毓籌C卡、城市通卡發(fā)展建設的現(xiàn)狀,參考國內(nèi)其他城市已經(jīng)建成或正在建設的經(jīng)驗,清分中心系統(tǒng)一般有以下三種方案的功能定位。

2.1 方案一的功能定位

方案一的清分中心定位于本市軌道交通的AFC發(fā)卡中心、清分中心、數(shù)據(jù)中心和運營管理中心。在這一定位下,清分中心系統(tǒng)主要服務于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部,發(fā)行的票卡僅可在軌道交通范圍內(nèi)使用,并在此范圍內(nèi)進行票卡、數(shù)據(jù)、參數(shù)、名單、客服的相關管理以及軌道交通各線路間的票務收益清分。這一功能定位可以說是清分中心的一個基本和普遍的定位。在這一模式下,地鐵公司往往不能再發(fā)行普通儲值票,而僅發(fā)行軌道交通專用車票(主要是單程票),儲值票的發(fā)行權將集中到城市通卡公司。其清分中心的定位和接口關系如圖1所示。

圖1 方案一的清分中心系統(tǒng)定位和接口關系示意圖

在此定位下清分中心的主要功能包括:統(tǒng)一管理和下發(fā)軌道交通各線共同的票務參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及名單;統(tǒng)一管理軌道交通AFC系統(tǒng)密鑰和各線編碼分揀設備,負責軌道交通專用票卡發(fā)行;統(tǒng)一完成各線交易數(shù)據(jù)的采集、分析和處理,進行運營收益(包括在降級運營模式下的運營收益)清分,生成報表;統(tǒng)一完成和外部系統(tǒng)(如城市通卡、銀聯(lián)、移動運營商)的數(shù)據(jù)(包括系統(tǒng)參數(shù)和名單)交換和管理,進行相應的收益對帳和清分。

2.2 方案二的功能定位

方案二與方案一的功能定位相似:在軌道交通內(nèi)部的管理功能與方案一基本相同;但對清分功能進行了較大的擴展,成為城市通卡的清分中心,為城市通卡公司代理城市通卡的清分業(yè)務,接受城市通卡公司有關票卡、數(shù)據(jù)、參數(shù)、名單的相關管理,完成各接入系統(tǒng)(如公交、輪渡、出租、小額消費商戶等)的交易清分,并將結果提交給銀行和城市通卡管理中心。其定位和接口關系如圖2所示。

在此定位下清分中心的主要功能除具備定位一的全部功能外,還包括完成城市通卡各相關系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)采集和處理,制定收益清分原則,完成收益清分,產(chǎn)生劃帳指令;生成清分報表及票卡帳戶管理數(shù)據(jù),提交城市通卡管理中心,更新系統(tǒng)參數(shù)和名單參數(shù)等。

圖2 方案二的清分中心系統(tǒng)定位和接口關系示意圖

2.3 方案三的功能定位

方案三的清分中心直接定位于城市通卡管理中心,服務于全市公交系統(tǒng),并進一步延伸到各類小額消費領域,完成包括城市通卡發(fā)行在內(nèi)的全部相關管理,完成各相關應用系統(tǒng)之間的清分。這一定位其實是以城市軌道交通建設為契機,將AFC清分系統(tǒng)與城市通卡的建設進程合二為一,一次建成。其清分中心發(fā)行的儲值票將作為城市通卡使用,從而具備香港“八達通”的特點。其定位和接口關系如圖3所示。

圖3 方案三的清分中心系統(tǒng)定位和接口關系示意圖

在此定位下清分中心的主要功能除具備方案一、二的全部功能外,還將負責城市通卡系統(tǒng)的經(jīng)營管理,包括城市通卡的票卡發(fā)行、財務清算、數(shù)據(jù)管理、參數(shù)管理、客戶服務、系統(tǒng)推廣及經(jīng)營工作,完成地鐵、道路公交、出租車、輪渡及各類小額消費系統(tǒng)和銀行的接口。

2.4 比較與分析

方案一的功能定位層次較低,方案成熟,在國內(nèi)已有成功的實施經(jīng)驗,技術難點相對較少,易于實現(xiàn),投資較低;其清分中心服務于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部,系統(tǒng)的開發(fā)建設受外部的影響和限制較小,建設工期易于控制。對于城市通卡的規(guī)劃與建設已經(jīng)初具規(guī)模、特別是已經(jīng)出臺了城市通卡的技術標準和接口規(guī)范的城市,軌道交通清分中心按照這一功能定位進行建設,無疑是較好的,甚至是必然的選擇。目前國內(nèi)已建成的城市如上海、廣州、北京和正在建設中的南京和杭州,都無一例外地采取了這種方案。

方案二的功能定位層次較高,國內(nèi)尚無類似實施經(jīng)驗,技術難點相對增多,實現(xiàn)難度增大,投資較高,較適用于公交IC卡已較為發(fā)達,而城市通卡建設剛剛起步的城市,如鄭州、昆明等。借助于軌道交通的迅猛發(fā)展和投資優(yōu)勢,將城市通卡的清分業(yè)務交由軌道交通清分中心完成,避免了城市通卡清分系統(tǒng)的重復建設和運營維護成本,無形中也是對城市通卡建設進程的一個巨大推動;同時,作為城市通卡清分業(yè)務的委托機構,地鐵公司也將獲得一定的盈利來源。

方案三的功能定位層次最高、功能最強,但同時技術難點最多、實施難度最大、投資最高。在這個層面上的清分中心建設,實際上是以地鐵公司為依托來建立一整套完備先進的城市一卡通系統(tǒng),制定出一整套城市一卡通應用的技術標準和規(guī)范,免除了技術改造和資源整合帶來的浪費和重復建設,實現(xiàn)政府投資效益和利益的最大化。但其實施難度也無疑是最大的,僅適用于公交IC卡標準化和城市通卡建設相對滯后而城市軌道交通建設快速發(fā)展的城市,如武漢、長沙等。以武漢為例,城市通卡的建設剛啟動,地鐵清分中心建設也正同期進行,地鐵集團有著控股一卡通公司和支持建設部標準密鑰系統(tǒng)等有利條件,極有希望按照這一功能定位完成軌道交通清分中心的建設,開國內(nèi)之先河。

3 AFC系統(tǒng)建設標準的制定

目前國內(nèi)AFC系統(tǒng)及其設備的設計、開發(fā)、制造和檢驗的相關行業(yè)標準都還很不成熟,甚至在同一個城市中都無法統(tǒng)一;AFC系統(tǒng)的設備及應用軟件仍基本處在由系統(tǒng)集成商各自定制開發(fā)的階段,不同集成商提供的系統(tǒng)特點各異、良莠不齊,相互間的兼容性和互通性很不理想,往往造成線網(wǎng)中新線AFC系統(tǒng)的接入在不同程度上難以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運營,迫使既有線AFC系統(tǒng)隨之進行改造。

制定城市軌道交通AFC系統(tǒng)建設標準和規(guī)范,不但能一勞永逸地解決不同集成商開發(fā)的系統(tǒng)之間互通、兼容的問題,避免舊線改造和重復建設,還可以引入競爭,極大地降低設備招標報價,節(jié)省投資;此外,由于統(tǒng)一了技術標準和接口規(guī)范,避免了各線AFC系統(tǒng)中共性部分的重復開發(fā),從而降低了開發(fā)成本和系統(tǒng)的復雜程度,更可進一步節(jié)省運營成本和維修、維護成本。

由于清分中心系統(tǒng)在整個城市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)中的特殊地位,各城市往往將AFC系統(tǒng)技術規(guī)范標準的制定與清分中心系統(tǒng)的建設同步進行,而且直接作為清分系統(tǒng)建設的一個重要內(nèi)容。從目前經(jīng)驗看來,制定的標準至少應包括票卡技術標準、SAM卡技術標準、IC卡讀寫器技術標準、AFC系統(tǒng)公共接口規(guī)范、設備操作人機界面規(guī)范、運營管理軟件人機界面規(guī)范及報表格式標準等。

3.1 票卡技術標準

票卡技術標準定義軌道交通全線網(wǎng)單程票和儲值票的技術標準,主要包括:票卡的種類及功能定義,票卡的技術標準(如材料特性、物理機械特性、電氣特性、環(huán)境及安全特性、容量及典型處理時間、編號及印刷標準),票卡數(shù)據(jù)格式(如信息區(qū)結構劃分定義、票卡編號定義、票卡類型標識定義、票卡狀態(tài)表示定義),以及信息區(qū)訪問權限的規(guī)定。

3.2 SAM卡技術標準

SAM卡技術標準定義的內(nèi)容主要包括 SAM卡的材料特性、物理機械特性、電氣特性、環(huán)境及安全特性、數(shù)據(jù)存儲容量、數(shù)據(jù)格式、SAM 卡操作及交易流程、密鑰類型定義及代碼、密鑰計算及訪問權限的生成、密鑰注入及更新流程等。

3.3 IC卡讀寫器技術標準

IC卡讀寫器技術標準對全線網(wǎng)AFC系統(tǒng)內(nèi)各種不同設備所使用的IC卡讀寫器進行統(tǒng)一規(guī)范和定義,主要包括了閘機、自動售票機、票房售票機、驗票機、編碼分揀機、手持驗票機、車站計算機等。讀寫器技術標準的主要內(nèi)容包括:軟硬件功能及框架結構定義;物理機械、電氣、環(huán)境及安全等特性,以及容量與典型處理時間、通信速率、讀寫距離等;讀寫器主控板的功能定義;接口定義,包括SAM 卡、RF模塊、I/O、內(nèi)部存儲器等接口;軟件特性。

3.4 AFC系統(tǒng)公共接口規(guī)范

公共接口規(guī)范主要用于定義ACC和軌道交通AFC各線路中央計算機(或區(qū)域中央計算機)之間的標準接口,以及涉及全線網(wǎng)AFC系統(tǒng)且各線路應共同遵循的有關票卡、設備、交易、運營管理等方面的統(tǒng)一要求和規(guī)定。公共接口規(guī)范的主要內(nèi)容應包括:AFC系統(tǒng)代碼定義(線路、車站、設備、票卡、權限、交易處理等),票卡、SAM 卡數(shù)據(jù)格式及使用規(guī)范,設備管理規(guī)程(設備注冊、狀態(tài)、變更、維護等),系統(tǒng)參數(shù)定義,系統(tǒng)命令定義,交易流程及交易數(shù)據(jù)格式,現(xiàn)場設備收益數(shù)據(jù)格式定義,通信協(xié)議及相關約定,編碼分揀設備操作流程及數(shù)據(jù)交換格式等。

3.5 設備操作人機界面規(guī)范

設備操作人機界面規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容主要包括TVM觸摸屏顯示畫面,購票、充值、查詢流程及提示畫面,BOM的基本操作界面,以及兌零機、驗票機的操作流程及提示畫面等。

3.6 運營管理軟件人機界面規(guī)范

運營管理軟件人機界面規(guī)范主要指線路中央計算機系統(tǒng)監(jiān)控終端和車站計算機系統(tǒng)監(jiān)控終端AFC應用軟件的基本操作界面。

3.7 報表格式標準

該標準用以統(tǒng)一線路中央計算機系統(tǒng)、車站計算機系統(tǒng)中常用報表的分類、定義和基本格式。

4 結語

清分中心系統(tǒng)已普遍成為國內(nèi)各城市進行軌道交通AFC系統(tǒng)建設的必要組成部分,而其功能定位是進行清分中心籌劃建設的首要問題。在三種可能的功能定位中,服務于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部的清分中心建設模式在目前和未來都將為大多數(shù)城市所采用,而進一步成為城市通卡清分代理機構,乃至直接成為城市通卡管理中心,是軌道交通清分中心建設的理想模式,在條件具備的城市值得進一步研究和嘗試。建設清分中心系統(tǒng)是制定軌道交通AFC系統(tǒng)技術規(guī)范標準的最佳時機,將其納入清分系統(tǒng)的建設內(nèi)容,將取到事半功倍的效果。

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